Stampa 3D a base di cellulosa: il futuro dell’isolamento elettrico
Il bisogno crescente di processi di fabbricazione sostenibili ed efficienti nel settore dell’isolamento elettrico europeo ha portato alla ricerca di nuove soluzioni di origine non fossile per i componenti isolanti. Una materia prima comunemente utilizzata per tali componenti è la cellulosa, il materiale strutturale di base delle pareti cellulari nelle piante e il più abbondante tra tutti i composti organici presenti in natura sulla Terra. La cellulosa è un materiale forestale rinnovabile oggi utilizzato soprattutto in applicazioni su larga scala tra cui la carta, l’imballaggio e i tessuti. I vantaggi legati all’utilizzo di cellulosa nella fabbricazione di componenti per l’isolamento derivano dall’elevata purezza, dalla resistenza e dalla lunga durata del materiale alla temperatura di esercizio. Tuttavia, la produzione a base di cellulosa comporta i suoi svantaggi: è caratterizzata da un largo impiego di manodopera, consuma molto tempo, risorse ed energia ed è composta da diversi passaggi. Inoltre, il processo di fabbricazione dei componenti per l’isolamento comprende la creazione di centinaia o persino migliaia di stampi per realizzare la molteplicità di componenti richiesti dal mercato.
I vantaggi della stampa 3D
La soluzione a tale problema è rappresentata dalla stampa 3D a base di cellulosa, che elimina completamente il bisogno di stampi e inoltre riduce sensibilmente il numero dei passaggi di produzione necessari. Considerando tali vantaggi, il progetto NOVUM, finanziato dall’UE, sta realizzando una nuova linea pilota per la produzione rapida guidata dalla progettazione di componenti per l’isolamento elettrico a base di cellulosa. Secondo il sito web del progetto, la linea pilota migliorerà sensibilmente l’efficienza, la produttività e la flessibilità. Inoltre, la sostituzione di operazioni manuali con la fabbricazione automatizzata ridurrà il tempo di lavoro del 40 %, i rifiuti del 60 %, il consumo energetico del 20 % e il costo di produzione fino al 40 %.
Proprietà dei materiali a base di cellulosa
I materiali in cellulosa sviluppati nel progetto non contengono alcun additivo petrolifero e sono completamente biocompatibili. Come riferito in un articolo pubblicato sul sito web «3Dprint.com», i materiali termoplastici «contengono derivati e polveri di cellulosa e plastificanti biocompatibili». Sebbene il contenuto di cellulosa di tali materiali sia superiore fino al 60 % rispetto alle referenze commerciali, le loro «proprietà di resistenza del materiale sono equiparabili o persino migliori». Inoltre, «cambiando i componenti nelle formulazioni o i rispettivi rapporti dei diversi componenti», i materiali possono essere personalizzati per soddisfare le esigenze di specifiche applicazioni. Il progetto NOVUM (Pilot line based on novel manufacturing technologies for cellulose-based electrical insulation components), oltre all’isolamento elettrico, intende anche dimostrare il processo di produzione additiva per i materiali a base di cellulosa nei settori marittimo e automobilistico, riferisce l’articolo. «Nell’ambito del settore marittimo, il caso d’uso sarebbe qualcosa di completamente nuovo: la stampa su richiesta di elementi decorativi esterni per le navi da crociera. Nel settore automobilistico la motivazione centrale risiede nel fattore di sostenibilità, a cui contribuirà in misura significativa la sostituzione di materiali di origine fossile con quelli biocompatibili». Attualmente il progetto NOVUM, avviato a ottobre 2017, è giunto al suo quarto anno e terminerà a marzo 2022. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto NOVUM
Parole chiave
NOVUM, cellulosa, isolamento elettrico, stampa 3D, fabbricazione
